EP2319283A1 - Garden device - Google Patents
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- EP2319283A1 EP2319283A1 EP10014261A EP10014261A EP2319283A1 EP 2319283 A1 EP2319283 A1 EP 2319283A1 EP 10014261 A EP10014261 A EP 10014261A EP 10014261 A EP10014261 A EP 10014261A EP 2319283 A1 EP2319283 A1 EP 2319283A1
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- planetary
- locking
- gear
- pivot arms
- ring gear
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B33/00—Tilling implements with rotary driven tools, e.g. in combination with fertiliser distributors or seeders, with grubbing chains, with sloping axles, with driven discs
- A01B33/02—Tilling implements with rotary driven tools, e.g. in combination with fertiliser distributors or seeders, with grubbing chains, with sloping axles, with driven discs with tools on horizontal shaft transverse to direction of travel
- A01B33/028—Tilling implements with rotary driven tools, e.g. in combination with fertiliser distributors or seeders, with grubbing chains, with sloping axles, with driven discs with tools on horizontal shaft transverse to direction of travel of the walk-behind type
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- A01B33/08—Tools; Details, e.g. adaptations of transmissions or gearings
- A01B33/082—Transmissions; Gearings; Power distribution
Definitions
- the invention relates to a garden implement having the features according to the preamble of claim 1.
- tillers or milling machines In tillage, among other things, so-called tillers or milling machines are used, in which a drive motor, in particular designed as a combustion or electric motor, rotates tools, for example in the form of hacking stars. The tools engage in the operation in the soil to be processed. The rotational movement causes a loosening and digging of the soil.
- the invention has the object of developing a generic gardening tool such that improved handling is achieved under different conditions of use.
- the transmission is a multi-speed, switchable planetary gear with a gear housing and at least two planetary stages, wherein the planetary stages each have a ring gear, and wherein at least two ring gears each have at least one locking element for selectively releasing and rotationally fixed fixing the respective ring gear relative to the Gearbox is assigned.
- the arrangement of a multi-speed, switchable planetary gear extends the possibilities of use of the gardening tool. Due to the systemic coaxial design of the planetary gear this can be made small volume, while it can still transmit the high drive torque occurring.
- the gear stages are designed such that a reverse gear and at least one, preferably two different forward gears are provided.
- the gardening tool can be operated at a slower or faster gear, with the engine power given in the design being sufficient even for the machining of heavy soil if a small gear is selected.
- the reverse gear the gardening tool can be driven out of difficult machining areas.
- the respective ring gears can be fixed non-positively on the gear housing, whereby the desired reduction ratios are set.
- a positive engagement of the locking element is provided in the associated ring gear.
- the locking element is designed as a pivotable, rigid pivot arm with at least one protruding latching projection, wherein at least one, preferably two latching depressions for receiving the latching projection are arranged on the circumference of the associated ring gear.
- two opposing pivot arms are provided in particular to form a pair of pliers for each associated ring gear.
- the rigid, pivotable design of the pivot arms allows a precisely defined setting or releasing the respective ring gear, without undefined intermediate states must be feared with slipping ring gear.
- the engagement of the locking projections in the locking recesses generates a reliable holding action on the outermost circumference of the respective ring gear where, given a given operating torque taking advantage of the maximum available radius, the holding forces occurring are the lowest.
- the arrangement is low-wear and has a long life.
- the arrangement of a plurality of locking recesses which are distributed over the circumference of the respective ring gear, the ring gear can be set in almost any arbitrary angular position.
- the acting holding forces cancel each other so far that no or only small resulting transverse forces act on the ring gear.
- the reaction forces occurring are correspondingly low.
- the ring gear has a circular peripheral contour and an idle rotational direction
- the locking recess starting from the peripheral contour, comprises a sliding section running obliquely inwards against the idle rotational direction and terminating at a locking shoulder extending in the radial direction.
- the obliquely inward sliding section facilitates the operation of the associated pivot arm. This can be tightened at non-blocked, idle in the rotating ring gear, without that an exact overlap of the locking projection of the swing arm with the detent recess of the ring gear must be waited. Rather, the associated locking projection slides on the sliding portion and migrates evenly radially inward into its locking position or into the locking recess until it comes to rest on the locking shoulder. There, the rotational movement of the ring gear is then blocked in its idle rotation direction, whereby the desired gear is engaged.
- a locking device for the pivot arm which blocks the actuation of the pivot arm of another planetary stage with actuated pivot arm of a planetary stage. This ensures that only a single ring gear can be rotatably held on the housing, while the respective other ring gears maintain their free rotational mobility. Mutual blocking by accidental blocking of two ring gears is reliably avoided.
- carrier plates are arranged between the pivot arms, wherein the locking device comprises locking balls and locking openings, wherein the locking balls are held axially displaceable in the carrier plates, and wherein the locking openings are provided in the pivot arms for receiving the locking balls.
- the pivot arms are articulated about a pivot axis, wherein an actuating device for mutually independent pivoting of the pivot arms engages at a first end of the pivot arms.
- the swivel bearing of the swivel arms leads to a compact, heavy duty design.
- the arrangement of the pivot axis between the two ends of the respective pivot arms leads to favorable leverage ratios with low actuation forces.
- the pivoting of the swivel arm in the blocking direction by means of the cams which high actuation and holding forces can be achieved with a structurally simple design. In the opposite direction, ie for releasing the pivot arms, such high forces are not required, so that the release can be brought about by said spring elements.
- the cam drive can be designed simply and inexpensively.
- the actuating device advantageously has a pivotable and axially displaceable actuating shaft with the at least one cam, wherein different axial switching positions of the actuating shaft are provided in which the at least one cam is selectively engaged with the pivot arm or the pivot arms only one planetary stage.
- actuating shaft With only a single actuating shaft can therefore be actuated, the pivot arms of several planetary stages, whereby the structural design is simplified.
- said actuating shaft in the selected axial switching position actuates only one pivoting arm or one pair of pivoting arms of a single planetary stage, without acting on the pivoting arms of further planetary stages. Operating or switching errors are avoided.
- a power take-off train is provided on the output side of the planetary gear, wherein the power take-off train is provided with a braking device, in particular latching.
- the output train is formed, for example, by the driven-side ring gear, a driven carrier driven by the driven-side ring gear, an output shaft attached thereto, etc. Although occurs in total released in their rotational movement ring gears and thereby induce idle self-locking the individual gear stages.
- the viscosity of the lubricating oil filling, friction of the individual moving assemblies, etc. causes the power train with the engine running despite idling for unwanted co-rotation, which is prevented by the braking device according to the invention.
- the braking device is therefore designed latching, in particular in the form of a ball catch.
- the achievable braking torques are sufficient to keep the output train idle reliably. But as soon as a gear is engaged, the resulting output torque readily overcomes the latching braking torque, so that it can be dispensed with an independent operation of the brake device.
- the arrangement thus fulfills the one hand, the relevant safety standards and on the other hand comfortable to use.
- Fig. 1 shows a perspective view of a garden implement according to the invention using the example of a tiller, which is intended for hand-held tillage. It may also be provided a tiller or other garden implement for tillage.
- the tiller has for this purpose a drive motor 1, which is an internal combustion engine in the embodiment shown. But it can also be provided an electric motor for mains or battery operation.
- the drive motor 1 drives at least one tool 2 for soil cultivation during operation.
- the tiller can be moved by hand via two non-driven wheels 39 to the place of work, in front of which rotating drivable by the drive motor 1, here running as a hacking tools 2 are arranged. Coaxial with the tools 2 optional protective disks 61 are still arranged. Between the drive motor 1 and the tools 2 a transmission shown here is arranged open, wherein for the sake of clarity, only one half of the tools 2 is shown with only one protective disk 61.
- the transmission according to the invention is a multi-speed, switchable planetary gear 3 with a gear housing 4.
- the planetary gear 3 is connected via an input shaft 36 to the drive motor 1.
- the rotating tools 2 engage in the soil to be processed, which is loosened and dug. Due to the rotational movement, the power harrow is subjected to a forward or backward movement, depending on the direction of rotation of the tools 2.
- the wheels are manually swung up in a manner not shown, so as not to interfere with the tillage.
- the planetary gear 3 isGrid with in the illustrated embodiment a total of four planetary stages 5, 6, 7, 8, as well as the associated ring gears 9, 10, 11, 12 in Fig. 2 are shown.
- Three ring gears 9, 10, 11 are each a locking element 13 for selectively releasing and rotationally fixed fixing of the respective ring gear 9, 10, 11 ( Fig. 2 ) assigned to the transmission housing 4.
- the locking elements 13 are in the illustrated embodiment as pivot arms 14, 15, 16 ( Fig. 4 ). But they can also be configured as a brake bands, not shown, which wrap around the ring gears 9, 10, 11. By not shown actuators, the brake bands can be tightened, wherein the respective ring gear 9, 10, 11 ( Fig. 2 ) is blocked in its rotational movement relative to the transmission housing 4.
- Fig. 2 shows a schematic block diagram of a variant of the drive train according to the invention Fig. 1 , Accordingly, the planetary gear 3 a total of four planetary stages 5, 6, 7, 8. All planetary stages 5, 6, 7, 8 are arranged coaxially with the input shaft 36 and the output shaft 37 along a central axis 50.
- the planetary stages 5, 6, 7, 8 are each assigned a ring gear 9, 10, 11, 12 arranged concentrically with the input shaft 36 and the output shaft 37.
- Each planetary stage 5, 6, 7, 8 each has a set planetary gears 41, 42, 43, 44, of which here for the sake of clarity only two planet gears 41, 42, 43, 44 of each planetary stage 5, 6, 7, 8 are shown.
- each planetary stage 5, 6, 7, 8 each have three evenly distributed around the central axis 50 around arranged planetary gears 41, 42, 43, 44, as shown in the Fig. 5 to 8 is shown.
- only the first, input-side planetary stage 5 is provided with a central sun gear 40, as in Fig. 8 can be seen.
- planetary shafts 45 are arranged, on each of which a planetary gear 41, 42, 43, 44 of each planetary stage 5, 6, 7, 8 is fixed.
- Each planetary shaft 45 carries each one of the planetary gears 41, 42, 43, 44, which are rotatably connected to each other by means of the respective planetary shaft 45, so rotate in operation at the same speed.
- the drive motor 1 drives the sun gear 40 of the first gear stage 5 via the input shaft 36.
- the locking elements 13 do not attack the ring gears 9, 10, 11, so that they can rotate freely relative to the transmission housing 4.
- no locking element 13 is provided, so that this can rotate almost freely relative to the transmission housing 4.
- the fourth, output-side planetary stage 8 is part of an output stage 63, which includes, inter alia, the associated ring gear 12, a driven carrier 46, the output shaft 37 and a tool shaft 57.
- the output carrier 46 shown schematically is rotatably connected to the ring gear 12.
- a rotational movement of the output-side ring gear 12 is by means of the output carrier 46 to the output shaft 37 and from there by means of the angular gear 38 via the output-side tool shaft 57 to the tools 2 (FIGS. Fig. 1 ) transfer.
- the drive train 63 is provided with a braking device 62 described in more detail below.
- the associated set of planetary gears 41 is set in rotation by means of the sun gear 40.
- the planetary gears 41 of the first planetary stage 5 roll on the inside of the ring gear 9, so that the whole set of planetary gears 41 rotate around the central axis 50 executes. Since the planetary gears 42, 43, 44 of the following planetary stages 6, 7, 8 are connected via the planetary shafts 45 to the respective planetary gears 41 of the first planetary stage 5, their rotational speed about the central axis 50 is the same.
- the power take-off train 63 is provided with a braking device 62, which here preferably has a detenting action.
- the braking device 62 can engage at a suitable point of the output train 62, that is, for example, on the output carrier 46, on the output shaft 37 or on the tool shaft 57, and unintentionally rotate the tools 2 (FIG. Fig. 1 ) prevent.
- the braking device 62 engages the output-side ring gear 12 of the output-side planetary stage 8.
- the braking device 62 may be configured to be actively controllable, but here is detent in the form of a ball detent, wherein a spring-biased ball is pressed radially from the outside against the ring gear 12 and there engages in a detent recess.
- the result is a combined positive and non-positive connection between the ring gear 12 and the entire output train 63 and the gear housing 4 or the garden implement as a whole, which prevents unintentional co-rotation of the output train 63 at idle and when the drive motor 1.
- the latching holding force is dimensioned so small that the drive train 63 can rotate freely when in gear while overcoming the latching holding force.
- the user has the option to select a reverse gear or one of two different forward gears.
- one of the locking elements 13 for the selected planetary stage 5, 6, 7 is actuated via an actuating device described in more detail below.
- the locking elements 13 are designed here as pivot arms 14, 15, 16, which in Fig. 2 shown only schematically and in connection with the Fig. 4 to 8 are described in more detail.
- the pivot arms 14, 15, 16 can accordingly in Fig. 2 Arrows shown are moved radially from the outside against the ring gears 9, 10, 11, whereby either one of the ring gears 9, 10, 11 fixed against rotation relative to the transmission housing 4, that is blocked in its rotational movement about the central axis 50.
- a gear ratio with a high reduction ratio can be selected, for which purpose the third planetary gear stage 7 is provided in the direction of power transmission.
- Diameter or number of teeth of the associated planetary gears 43 are slightly smaller than the diameter or number of teeth of the output side planetary gears 44 of the fourth planetary stage 8.
- the ring gear 11 of the third planetary stage 7 released and instead set the ring gear 10 of the second planetary gear stage 6 in force transmission direction by means of the associated pivot arms 15 become.
- Diameter or number of teeth of the associated planetary gears 42 are smaller than those of the planetary gears 43 of the third planetary stage 7 and also smaller than those of the fourth, output-side planetary stage 8.
- the rotational speed of the output-side ring gear 12 and the entire output train 63 in comparison increased actuated third planetary stage 7. Machining and forward speeds are increased with reduced output torque, forming a second, faster forward gear.
- a reverse gear may be required, for which purpose the first planetary gear stage 5 is provided in the direction of power transmission.
- Diameter or number of teeth of the associated planetary gears 41 are larger than those of the planet gears 44 of the output side planetary stage 8.
- the output ring gear 12 rotates the output side planetary stage 8 together with the downstream output line opposite to the forward gears As described by an arrow 49, ie in the same direction of rotation as that of the input shaft 36 and the sun gear 40.
- the rotational movement corresponding to the arrow 49 is by means of the angular gear 38 in a reverse rotational movement of the tools 2 (FIGS. Fig. 1 ), whereby a reverse gear is formed.
- Diameter or number of teeth difference between the input-side planetary gears 41 and the output-side planetary gears 44 are selected similarly as in the third planetary stage 7, so that the backward movement is powerful, but slow.
- FIG. 3 shows in perspective view a transmission housing 4 of the tiller after Fig. 1 for receiving the planetary gear 3 after Fig. 2 ,
- a transmission housing 4 of the tiller after Fig. 1 for receiving the planetary gear 3 after Fig. 2 On the upper side of the transmission housing 4, an opening for the passage of the input shaft 36 is provided.
- an actuator 30 for the pivot arms 14, 15, 16 ( Fig. 4 to 8 ) On the upper side adjacent to the input shaft 36, an actuator 30 for the pivot arms 14, 15, 16 ( Fig. 4 to 8 ) arranged.
- the actuating device 30 includes a not recognizable here, in Fig.
- the actuating shaft 35 can be pivoted about its longitudinal axis by means of a lever 53 corresponding to a double arrow 54 and displaced in the axial direction corresponding to a double arrow 52. This movement can be done via a shift linkage or via cables.
- the further actuation shaft 34 ( Fig. 4 ) is not axially displaceable, but can be pivoted by means of an associated lever 55 corresponding to a double arrow 56 about its longitudinal axis coaxial with the actuating shaft 35.
- Fig. 4 shows the arrangement after Fig. 3 within the transmission housing 4.
- the transmission housing 4 is constructed by two half-shells, one of which is removed here.
- the gear housing 4 receives the planetary gear 3, of which here the four associated ring gears 9, 10, 11, 12 can be seen.
- the output shaft 37 and the 90 ° -Winkelgetriebe 38 is mounted with the tool shaft 57 in the transmission housing 4.
- the actuating shaft 34 is designed as a hollow shaft, within which the actuating shaft 35 is mounted coaxially pivotable and corresponding to the double arrow 52 axially displaceable.
- the inner, solid running actuator shaft 35 has at its lower, lying within the gear housing 4 end two locking grooves 58 into which a housing-fixed, not shown detent ball engages. As a result, the actuating shaft 35 can assume two different axial latching positions assigned alternatively to the pivot arms 15, 16 in the axial adjustment direction indicated by the double arrow 52.
- the pivot arms 14, 15, 16 can be pressed individually and independently radially from the outside against the ring gears 9, 10, 11 to block them by a pivoting movement about the pivot axis 27.
- spring elements 33 are provided, which are formed in the embodiment shown as a one-piece spring plate with three acting on the pivot arms 14, 15, 16 spring tongues. But the spring elements 33 may also be designed as tension or compression springs in the form of leg or coil springs or in any other suitable form.
- the spring tongues engage between the support plates 24 and cover plates 59 and press while biasing against the pivot arms 14,15,16.
- Fig. 5 shows a cross-sectional view of the planetary gear 3 ( Fig. 4 It can be seen that three evenly distributed over the circumference planetary gears 42 engage with their teeth on the inside in the toothing of the ring gear 10. When released in its rotary ring gear 10, this performs a rotational movement in an idle direction 20 from. In order to insert the above-described fast, low-geared forward gear, this rotational movement relative to the gear housing 4 by means of a locking element 13 (FIG. Fig. 2 ) are blocked.
- This is formed according to the invention as pivotable about the pivot axis 27, rigid pivot arm 15 which is provided for positive engagement in the associated ring gear 10. For this purpose, it may be sufficient that only one pivot arm 15 is provided for the planetary stage 6 or the ring gear 10.
- two symmetrically opposed, forming a pair of pivot arms 15 for the associated ring gear 10 are arranged.
- the pivot arms 15 radially inwardly projecting locking projections 17, while the ring gear 10 is provided on its periphery with locking recesses 18 for receiving the locking projections 17.
- two detent depressions 18 are provided here, that is to say one detent recess 18 for one detent projection 17 each of the swivel arms 15. But it can also be a higher number of locking recesses 18 and / or locking projections 17 may be appropriate.
- the ring gear has a circular peripheral contour 19, starting from which the locking recesses 18 are formed radially inwardly.
- the locking recesses 18 can in Circumferentially executed symmetrically or be adapted in shape to that of the locking projections 17.
- the latching depressions 18 preferably include a sliding section 21 which, starting from the circumferential contour 19, extends obliquely radially inward counter to the idle rotational direction 20.
- the latching recesses each comprise a latching shoulder 22 extending in the radial direction, which delimits the respective slide section 21 against the idle rotation direction 20.
- the two pivot arms 15 each have a first end 28 and a second end 29, wherein the respective pivot axis 27 between the two ends 28, 29 is arranged.
- the actuating device 30 engages, while the pivot arms 15 are provided at their second ends 29 with the radially inwardly projecting latching projections 17.
- the locking projections 17 are provided for positive engagement in the locking recesses 18. In the rest position after Fig. 5 However, the locking projections 17 do not engage in the locking recesses 18, so that the rotational movement of the ring gear 10 is released in the idle rotation direction 20.
- the actuator 30 for the pivot arms 15 includes the in the Fig. 3 and 4 shown actuating shaft 35 which is provided in register with the first ends 28 of the pivot arms 15 with at least one, here two radially outwardly projecting cam 32. It is also in Fig. 5 to recognize that the spring tongues of the spring elements 33 abut under bias between the first ends 28 and the pivot axes 27 on the pivot arms 15 so that the pivot arms 15 are pivotally pressed about the respective pivot axes 27 with their first ends 28 under bias against the cam 32 , In the angular position of the actuating shaft 35 after Fig. 5 This leads to the fact that the pivot arms 15 with their second ends 29 and the latching projections 17 arranged thereon are pivoted out of the latching recesses 18, the latching projections 17 lying outside the peripheral contour 19 of the ring gear 10.
- a locking device 23 for in the Fig. 4 to 8 illustrated pivot arms 14, 15, 16 are provided, the actuated with the swing arm 14, 15, 16 respectively a single planetary stage 5, 6, 7, the operation of the pivot arms 14, 15, 16 of the other planetary stages 5, 6, 7 blocks.
- the pivot arms 15 are provided with locking openings 26, in which the balls 25 can engage.
- Fig. 6 shows the arrangement after Fig. 5 , in which the pivot arms 15, starting from the released rest position after Fig. 5 are pivoted in the blocking position. Same features are provided here with the same reference numerals.
- the actuating shaft 35 is connected by means of the lever 53 (FIG. Fig. 3 ) is pivoted about its longitudinal axis, so that the two cams 32 press the two first ends 28 of the pivot arms 25 apart.
- the two pivot arms 15 starting from the rest position Fig. 5 each such pivotal movement about its pivot axes 27 executed that the opposite second ends 29 are pressed with the locking projections 17 radially inward. This pivoting movement is performed against the biasing force of the spring elements 33.
- the two locking projections 17 engage in the locking recesses 18 of the ring gear 10 a. This can still turn in the idle rotation direction 20 until the locking heels 22 come to rest on the locking projections 17. Once this system has occurred, the rotational movement of the ring gear 10 is blocked relative to the transmission housing 4 in the idle rotation 20. It is then engaged in the fast forward gear, as he associated with Fig. 2 described above.
- the Fig. 7 and 8th each show a cross-sectional view through the planetary stage 7 provided for the slow forward gear, or through the planetary gear stage 5 provided for the reverse gear.
- the planetary gears 7, 5 correspond to the planetary gears Fig. 7 and 8th in their characteristics, properties and reference numerals with each other and with those of the planetary stage 6 after the Fig. 5 and 6 match.
- the planetary stage 7 after Fig. 7 has a ring gear 11, three planet gears 43 and two opposing pivot arms 16, wherein among the planetary gears 43 and the larger in comparison to the planetary gears 44 of the output-side planetary stage 8 (FIG. Fig. 2 ) are recognizable.
- the input-side planetary stage 5 includes a ring gear 9, three planetary gears 41, the central sun gear 40 and two opposing pivot arms 14.
- the pivot arms 14, 16 are just like the pivot arms 15 (FIG. Fig. 5 . 6 ) provided with locking openings 26 as part of the locking device 23.
- the inventive design of the planetary gear 3 is shown here overall on the example with two forward gears and one reverse gear. Of course, a configuration with different number of gears may be appropriate.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gartengerät mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a garden implement having the features according to the preamble of claim 1.
Bei der Bodenbearbeitung werden unter anderem sogenannte Motorhacken oder Fräsen eingesetzt, bei denen ein insbesondere als Verbrennungs- oder Elektromotor ausgeführter Antriebsmotor Werkzeuge beispielsweise in Form von Hacksternen drehend antreibt. Die Werkzeuge greifen im Betrieb in das zu bearbeitende Erdreich ein. Durch die Drehbewegung finden eine Auflockerung und ein Umgraben des Bodens statt.In tillage, among other things, so-called tillers or milling machines are used, in which a drive motor, in particular designed as a combustion or electric motor, rotates tools, for example in the form of hacking stars. The tools engage in the operation in the soil to be processed. The rotational movement causes a loosening and digging of the soil.
Bei handgeführten Ausführungen der Gartengeräte ist deren Einsatz abhängig von der Qualität des Bodens und dessen übriger Beschaffenheit wie Hanglage oder dergleichen. Bei besonders schweren Böden ist eine hohe Antriebsleistung erforderlich, die einerseits der Auflockerung des Bodens und andererseits dem Vortrieb des Gartengerätes dient. Bei gegebener Motorleistung muss das Getriebe in seiner Untersetzung hierfür angepasst sein. Unter schwierigen Bedingungen kann auch der Einsatz eines Rückwärtsganges erforderlich werden. In vorbekannten Ausführungen sind hierzu Riementriebe vorgesehen, die in unterschiedlichen Anordnungen wahlweise zu- und abschaltbar sind. Hierdurch lässt sich das Werkzeug in unterschiedlichen Drehrichtungen antreiben. Außerdem kann die Drehbewegung des Werkzeuges auch bei laufendem Motor abgeschaltet werden. Derartige Ausführungen sind aber anfällig in der Betätigung der Kupplung zur Kraftübertragung mittels Riemen.In hand-held versions of gardening tools their use depends on the quality of the soil and the rest of its nature such as hillside or the like. In particularly heavy soils a high drive power is required, which serves on the one hand, the loosening of the soil and on the other hand, the propulsion of the garden implement. For a given engine power, the gearbox must be adjusted in its gear reduction for this purpose. In difficult conditions, the use of a reverse gear may be required. In previously known designs, belt drives are provided for this purpose, which can optionally be switched on and off in different arrangements. As a result, the tool can be driven in different directions of rotation. In addition, the rotational movement of the tool can be switched off even with the engine running. However, such embodiments are prone to the operation of the coupling for power transmission by means of belts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gartengerät derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Handhabbarkeit bei verschiedenen Einsatzbedingungen erzielt ist.The invention has the object of developing a generic gardening tool such that improved handling is achieved under different conditions of use.
Diese Aufgabe wird durch ein Gartengerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a garden implement having the features of claim 1.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass das Getriebe ein mehrgängiges, schaltbares Planetengetriebe mit einem Getriebegehäuse und mit mindestens zwei Planetenstufen ist, wobei die Planetenstufen jeweils ein Hohlrad aufweisen, und wobei mindestens zwei Hohlrädern jeweils mindestens ein Feststellelement zum wahlweisen Freigeben und drehfesten Festlegen des jeweiligen Hohlrades gegenüber dem Getriebegehäuse zugeordnet ist.For this purpose, it is proposed that the transmission is a multi-speed, switchable planetary gear with a gear housing and at least two planetary stages, wherein the planetary stages each have a ring gear, and wherein at least two ring gears each have at least one locking element for selectively releasing and rotationally fixed fixing the respective ring gear relative to the Gearbox is assigned.
Die Anordnung eines mehrgängigen, schaltbaren Planetengetriebes erweitert die Einsatzmöglichkeiten des Gartengerätes. Durch den systembedingt koaxialen Aufbau des Planetengetriebes kann dieses kleinvolumig ausgeführt werden, wobei es dennoch die hohen auftretenden Antriebsmomente übertragen kann. Durch die wahlweise zu- und abschaltbaren Planetenstufen können verschiedene Untersetzungsverhältnisse gewählt werden. Bevorzugt sind die Getriebestufen derart ausgelegt, dass ein Rückwärtsgang und mindestens ein, bevorzugt zwei unterschiedliche Vorwärtsgänge vorgesehen sind. Je nach Bodenbeschaffenheit oder Wahl eines anderen Werkzeuges kann das Gartengerät mit einem langsameren oder schnelleren Gang betrieben werden, wobei die konstruktiv vorgegebene Motorleistung bei Wahl eines kleinen Ganges auch für die Bearbeitung schwerer Böden ausreicht. Mittels des Rückwärtsganges lässt sich das Gartengerät auch aus schwierigen Bearbeitungsbereichen wieder herausfahren.The arrangement of a multi-speed, switchable planetary gear extends the possibilities of use of the gardening tool. Due to the systemic coaxial design of the planetary gear this can be made small volume, while it can still transmit the high drive torque occurring. By selectively connectable and disconnectable planetary stages different reduction ratios can be selected. Preferably, the gear stages are designed such that a reverse gear and at least one, preferably two different forward gears are provided. Depending on the nature of the soil or the choice of another tool, the gardening tool can be operated at a slower or faster gear, with the engine power given in the design being sufficient even for the machining of heavy soil if a small gear is selected. By means of the reverse gear, the gardening tool can be driven out of difficult machining areas.
Die jeweiligen Hohlräder können kraftschlüssig am Getriebegehäuse festgelegt werden, wodurch die gewünschten Untersetzungsverhältnisse eingestellt werden. Bevorzugt ist ein formschlüssiger Eingriff des Feststellelementes in das zugeordnete Hohlrad vorgesehen. Bei der Bodenbearbeitung treten sehr hohe Betriebsmomente auf, die durch die Feststelleinrichtung zwischen den Hohlrädern und dem Getriebegehäuse aufgefangen werden müssen. Der formschlüssige Eingriff ist diesen Betriebsmomenten zuverlässig gewachsen.The respective ring gears can be fixed non-positively on the gear housing, whereby the desired reduction ratios are set. Preferably, a positive engagement of the locking element is provided in the associated ring gear. During tillage very high operating torques occur, which are absorbed by the locking device between the ring gears and the gear housing Need to become. The positive engagement has grown reliably to these operating moments.
In vorteilhafter Weiterbildung ist das Feststellelement als schwenkbarer, starrer Schwenkarm mit mindestens einem hervorstehenden Rastvorsprung ausgebildet, wobei am Umfang des zugeordneten Hohlrades mindestens eine, bevorzugt zwei Rastvertiefungen zur Aufnahme des Rastvorsprunges angeordnet sind. Insbesondere sind zwei sich gegenüberliegende Schwenkarme insbesondere unter Bildung einer Zange für je ein zugeordnetes Hohlrad vorgesehen. Die starre, schwenkbare Ausgestaltung der Schwenkarme ermöglicht ein präzise definiertes Festlegen bzw. Freigeben des jeweiligen Hohlrades, ohne dass undefinierte Zwischenzustände mit durchrutschendem Hohlrad befürchtet werden müssen. Der Eingriff der Rastvorsprünge in die Rastvertiefungen erzeugt eine zuverlässige Haltewirkung am äußersten Umfang des jeweiligen Hohlrades dort, wo bei gegebenem Betriebsdrehmoment unter Ausnutzung des maximalen verfügbaren Radius die auftretenden Haltekräfte am geringsten sind. Die Anordnung ist verschleißarm und weist eine lange Lebensdauer auf. Durch die Anordnung mehrerer Rastvertiefungen, die über den Umfang des jeweiligen Hohlrades verteilt sind, kann das Hohlrad in nahezu jeder beliebigen Winkelstellung festgelegt werden. Beim Umschalten muss allenfalls eine nur geringe Drehbewegung in Kauf genommen werden, bevor die Rastvorsprünge in die jeweilige Rastvertiefung eingreifen können. Durch die insbesondere zangenartige Anordnung zweier Schwenkarme heben sich die wirkenden Haltekräfte insoweit gegenseitig auf, dass keine oder nur geringe resultierende Querkräfte auf das Hohlrad wirken. Die auftretenden Reaktionskräfte sind dementsprechend gering.In an advantageous embodiment, the locking element is designed as a pivotable, rigid pivot arm with at least one protruding latching projection, wherein at least one, preferably two latching depressions for receiving the latching projection are arranged on the circumference of the associated ring gear. In particular, two opposing pivot arms are provided in particular to form a pair of pliers for each associated ring gear. The rigid, pivotable design of the pivot arms allows a precisely defined setting or releasing the respective ring gear, without undefined intermediate states must be feared with slipping ring gear. The engagement of the locking projections in the locking recesses generates a reliable holding action on the outermost circumference of the respective ring gear where, given a given operating torque taking advantage of the maximum available radius, the holding forces occurring are the lowest. The arrangement is low-wear and has a long life. The arrangement of a plurality of locking recesses which are distributed over the circumference of the respective ring gear, the ring gear can be set in almost any arbitrary angular position. When switching at most only a small rotational movement must be taken into account before the locking projections can engage in the respective detent recess. Due to the particular pincer-like arrangement of two pivot arms, the acting holding forces cancel each other so far that no or only small resulting transverse forces act on the ring gear. The reaction forces occurring are correspondingly low.
Vorteilhaft weist das Hohlrad eine kreisförmige Umfangskontur und eine Leerlaufdrehrichtung auf, wobei die Rastvertiefung ausgehend von der Umfangskontur einen entgegen der Leerlaufdrehrichtung schräg nach innen verlaufenden Gleitabschnitt umfasst, der an einem in radialer Richtung sich erstreckenden Rastabsatz endet. Der schräg nach innen verlaufende Gleitabschnitt erleichtert die Betätigung des zugeordneten Schwenkarmes. Dieser kann bei nicht blockiertem, in Leerlaufrichtung sich drehendem Hohlrad angezogen werden, ohne dass eine exakte Überdeckung des Rastvorsprunges des Schwenkarmes mit der Rastvertiefung des Hohlrades abgewartet werden muss. Vielmehr gleitet der zugehörige Rastvorsprung auf dem Gleitabschnitt und wandert dabei gleichmäßig radial nach innen in seine Rastposition bzw. in die Rastvertiefung hinein, bis er an dem Rastabsatz zur Anlage kommt. Dort ist dann die Drehbewegung des Hohlrades in seiner Leerlaufdrehrichtung blockiert, wodurch der gewünschte Gang eingelegt ist.Advantageously, the ring gear has a circular peripheral contour and an idle rotational direction, wherein the locking recess, starting from the peripheral contour, comprises a sliding section running obliquely inwards against the idle rotational direction and terminating at a locking shoulder extending in the radial direction. The obliquely inward sliding section facilitates the operation of the associated pivot arm. This can be tightened at non-blocked, idle in the rotating ring gear, without that an exact overlap of the locking projection of the swing arm with the detent recess of the ring gear must be waited. Rather, the associated locking projection slides on the sliding portion and migrates evenly radially inward into its locking position or into the locking recess until it comes to rest on the locking shoulder. There, the rotational movement of the ring gear is then blocked in its idle rotation direction, whereby the desired gear is engaged.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Sperreinrichtung für den Schwenkarm vorgesehen, die bei betätigtem Schwenkarm einer Planetenstufe die Betätigung des Schwenkarmes einer anderen Planetenstufe sperrt. Hierdurch ist sichergestellt, dass immer nur ein einziges Hohlrad drehfest am Gehäuse gehalten werden kann, während die jeweils anderen Hohlräder ihre freie Drehbeweglichkeit beibehalten. Eine gegenseitige Blockierung durch versehentliche Sperrung zweier Hohlräder ist zuverlässig vermieden.In a preferred embodiment, a locking device for the pivot arm is provided, which blocks the actuation of the pivot arm of another planetary stage with actuated pivot arm of a planetary stage. This ensures that only a single ring gear can be rotatably held on the housing, while the respective other ring gears maintain their free rotational mobility. Mutual blocking by accidental blocking of two ring gears is reliably avoided.
In bevorzugter Weiterbildung sind Trägerplatten zwischen den Schwenkarmen angeordnet, wobei die Sperreinrichtung Sperrkugeln sowie Sperröffnungen umfasst, wobei die Sperrkugeln axial verschiebbar in den Trägerplatten gehalten sind, und wobei die Sperröffnungen in den Schwenkarmen zur Aufnahme der Sperrkugeln vorgesehen sind. Es ist ein konstruktiv einfacher Aufbau geschaffen, der die gewünschte Sperrung selbsttätig herbeiführt. Durch Betätigung eines Schwenkarmes wird die in der benachbarten Trägerplatte geführte Sperrkugel axial verschoben und blockiert dadurch den benachbarten Schwenkarm. Eine eigenständige Betätigung der Sperreinrichtung ist nicht erforderlich.In a preferred embodiment, carrier plates are arranged between the pivot arms, wherein the locking device comprises locking balls and locking openings, wherein the locking balls are held axially displaceable in the carrier plates, and wherein the locking openings are provided in the pivot arms for receiving the locking balls. It is created a structurally simple structure, which brings about the desired lock automatically. By actuating a swivel arm, the locking ball guided in the adjacent carrier plate is displaced axially, thereby blocking the adjacent swivel arm. A separate operation of the locking device is not required.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schwenkarme um eine Schwenkachse gelenkig gelagert, wobei an einem ersten Ende der Schwenkarme jeweils eine Betätigungseinrichtung zur voneinander unabhängigen Verschwenkung der Schwenkarme angreift. Die Schwenklagerung der Schwenkarme führt zu einer kompakten, hochbelastbaren Bauform. Mittels der genannten Betätigungseinrichtung kann der Schwenkarm bzw. ein Paar von Schwenkarmen einer einzelnen Planetenstufe unabhängig von den jeweils anderen Schwenkarmen durch Verschwenkung betätigt werden, so dass die verschiedenen gewünschten Gänge durch Blockierung des jeweiligen Hohlrades eingelegt werden können.In a preferred embodiment, the pivot arms are articulated about a pivot axis, wherein an actuating device for mutually independent pivoting of the pivot arms engages at a first end of the pivot arms. The swivel bearing of the swivel arms leads to a compact, heavy duty design. By means of said actuator, the pivot arm or a pair of pivot arms of a single planetary stage can be actuated independently of the respective other pivot arms by pivoting, so that the various desired gears can be engaged by blocking the respective ring gear.
In bevorzugter Weiterbildung liegt die Schwenkachse zwischen dem der Betätigungseinrichtung zugeordneten ersten Ende und einem weiteren Ende der Schwenkarme, wobei an dem weiteren Ende jeweils der Rastvorsprung angeordnet ist und wobei die Betätigungseinrichtung mindestens einen schwenkbaren Nocken zum Andrücken gegen die ersten Enden sowie Federelemente zum Rückstellen der durch die Nocken ausgelenkten Schwenkarme aufweist. Die Anordnung der Schwenkachse zwischen den beiden Enden der jeweiligen Schwenkarme führt zu günstigen Hebelverhältnissen mit geringen Betätigungskräften. Die Verschwenkung des Schwenkarmes in Blockierrichtung erfolgt mittels der Nocken, womit bei konstruktiv einfachem Aufbau hohe Betätigungs- und Haltekräfte erzielbar sind. In umgekehrter Richtung, also zum Lösen der Schwenkarme, sind derart hohe Kräfte nicht erforderlich, so dass das Lösen durch die genannten Federelemente herbeigeführt werden kann. Der Nockenantrieb kann dadurch einfach und kostengünstig ausgestaltet sein.In a preferred embodiment, the pivot axis between the actuator associated with the first end and a further end of the pivot arms, wherein at the other end each of the locking projection is arranged and wherein the actuating device at least one pivotable cam for pressing against the first ends and spring elements for resetting by the cam has deflected pivot arms. The arrangement of the pivot axis between the two ends of the respective pivot arms leads to favorable leverage ratios with low actuation forces. The pivoting of the swivel arm in the blocking direction by means of the cams, which high actuation and holding forces can be achieved with a structurally simple design. In the opposite direction, ie for releasing the pivot arms, such high forces are not required, so that the release can be brought about by said spring elements. The cam drive can be designed simply and inexpensively.
Die Betätigungseinrichtung weist vorteilhaft eine schwenkbare und axial verschiebbare Betätigungswelle mit dem mindestens einen Nocken auf, wobei verschiedene axiale Schaltpositionen der Betätigungswelle vorgesehen sind, in denen der mindestens eine Nocken wahlweise mit dem Schwenkarm bzw. den Schwenkarmen nur einer Planetenstufe im Eingriff steht. Mit nur einer einzigen Betätigungswelle lassen sich demnach die Schwenkarme mehrerer Planetenstufen betätigen, wodurch der konstruktive Aufbau vereinfacht ist. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die genannte Betätigungswelle in der gewählten axialen Schaltposition nur einen Schwenkarm bzw. ein Schwenkarmpaar einer einzigen Planetenstufe betätigt, ohne dabei auf die Schwenkarme weiterer Planetenstufen einzuwirken. Bedien- bzw. Schaltfehler sind dadurch vermieden.The actuating device advantageously has a pivotable and axially displaceable actuating shaft with the at least one cam, wherein different axial switching positions of the actuating shaft are provided in which the at least one cam is selectively engaged with the pivot arm or the pivot arms only one planetary stage. With only a single actuating shaft can therefore be actuated, the pivot arms of several planetary stages, whereby the structural design is simplified. At the same time, it is ensured that said actuating shaft in the selected axial switching position actuates only one pivoting arm or one pair of pivoting arms of a single planetary stage, without acting on the pivoting arms of further planetary stages. Operating or switching errors are avoided.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes ein Abtriebsstrang vorgesehen, wobei der Abtriebsstrang mit einer insbesondere rastenden Bremseinrichtung versehen ist. Der Abtriebsstrang ist beispielsweise durch das abtriebsseitige Hohlrad, einen vom abtriebsseitigen Hohlrad mitgenommenen Abtriebsträger, eine daran befestigte Ausgangswelle etc. gebildet. Zwar tritt bei insgesamt in ihrer Drehbewegung freigegebenen Hohlrädern und dadurch herbeigeführtem Leerlauf Selbsthemmung der einzelnen Getriebestufen ein. Die Viskosität der Schmierölfüllung, Reibung der einzelnen bewegten Baugruppen etc. führt jedoch dazu, dass der Abtriebsstrang bei laufendem Motor trotz Leerlauf zum ungewollten Mitdrehen neigt, was mit der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung verhindert wird. Es hat sich gezeigt, dass das ungewollte Mitdrehen mit einem nur geringen Drehmoment erfolgt, so dass nur geringe Bremskräfte bzw. Bremsmomente erforderlich sind. Bevorzugt ist die Bremseinrichtung deshalb rastend insbesondere in Form einer Kugelrastung ausgeführt. Die damit erzielbaren Bremsmomente reichen aus, den Abtriebsstrang im Leerlauf zuverlässig stillzuhalten. Sobald aber ein Gang eingelegt wird, überwindet das entstehende Abtriebsmoment ohne Weiteres das rastende Bremsmoment, so dass auf eine eigenständige Betätigung der Bremseinrichtung verzichtet werden kann. Die Anordnung erfüllt damit einerseits die einschlägigen Sicherheitsnormen und ist andererseits komfortabel in der Handhabung.In an expedient embodiment, a power take-off train is provided on the output side of the planetary gear, wherein the power take-off train is provided with a braking device, in particular latching. The output train is formed, for example, by the driven-side ring gear, a driven carrier driven by the driven-side ring gear, an output shaft attached thereto, etc. Although occurs in total released in their rotational movement ring gears and thereby induce idle self-locking the individual gear stages. However, the viscosity of the lubricating oil filling, friction of the individual moving assemblies, etc., however, causes the power train with the engine running despite idling for unwanted co-rotation, which is prevented by the braking device according to the invention. It has been shown that the unwanted co-rotating occurs with only a small torque, so that only small braking forces or braking torques are required. Preferably, the braking device is therefore designed latching, in particular in the form of a ball catch. The achievable braking torques are sufficient to keep the output train idle reliably. But as soon as a gear is engaged, the resulting output torque readily overcomes the latching braking torque, so that it can be dispensed with an independent operation of the brake device. The arrangement thus fulfills the one hand, the relevant safety standards and on the other hand comfortable to use.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäß ausgeführte Motor- hacke mit einem mehrgängigen, schaltbaren Planetengetriebe;
- Fig. 2
- eine schematische Blockdarstellung des Planetengetriebes nach
Fig. 1 mit Einzelheiten zu seinen verschiedenen Planetenstufen; - Fig. 3
- eine perspektivische Ansicht des Getriebegehäuses nach
Fig. 1 zur Aufnahme eines Planetengetriebes nachFig. 2 mit Einzelheiten zur Betätigungseinrichtung für die verschiedenen Gänge; - Fig. 4
- das geöffnete Getriebegehäuse nach
Fig. 3 mit Einzelheiten zur Anordnung der Hohlräder, Schwenkarme und Betätigungseinrichtung; - Fig. 5
- eine Querschnittsdarstellung des Planetengetriebes durch die zweite, für einen schnellen Vorwärtsgang vorgesehene Planetenstufe im ausgekuppelten Zu- stand;
- Fig. 6
- die Anordnung nach
Fig. 5 im eingekuppelten Zustand des Hohlrades; - Fig. 7
- eine Querschnittsdarstellung des Planetengetriebes durch die dritte, für einen langsamen Vorwärtsgang vorgesehene Planetenstufe im eingekuppelten Zu- stand;
- Fig. 8
- eine Querschnittsdarstellung des Planetengetriebes durch die erste, für einen Rückwärtsgang vorgesehene Planetenstufe im eingekuppelten Zustand.
- Fig. 1
- in a perspective view of an inventively designed engine hoe with a multi-speed, switchable planetary gear;
- Fig. 2
- a schematic block diagram of the planetary gear according to
Fig. 1 with details of his various planetary stages; - Fig. 3
- a perspective view of the transmission housing after
Fig. 1 for receiving a planetary gear toFig. 2 with details of the control gear for the different gears; - Fig. 4
- the open gear housing after
Fig. 3 with details of the arrangement of the ring gears, pivot arms and actuator; - Fig. 5
- a cross-sectional view of the planetary gear through the second, provided for a fast forward gear planetary gear in the disengaged state;
- Fig. 6
- the arrangement after
Fig. 5 in the engaged state of the ring gear; - Fig. 7
- a cross-sectional view of the planetary gear through the third, provided for a slow forward gear planetary stage in the engaged state;
- Fig. 8
- a cross-sectional view of the planetary gear through the first, provided for a reverse gear planetary stage in the engaged state.
Die Motorhacke kann von Hand über zwei nicht angetriebene Laufräder 39 an den Arbeitsort verfahren werden, vor denen drehend vom Antriebsmotor 1 antreibbare, hier als Hacksterne ausgeführte Werkzeuge 2 angeordnet sind. Koaxial zu den Werkzeugen 2 sind noch optionale Schutzscheiben 61 angeordnet. Zwischen dem Antriebsmotor 1 und den Werkzeugen 2 ist ein hier geöffnet dargestelltes Getriebe angeordnet, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber nur eine Hälfte der Werkzeuge 2 mit nur einer Schutzscheibe 61 dargestellt ist. Das Getriebe ist nach der Erfindung ein mehrgängiges, schaltbares Planetengetriebe 3 mit einem Getriebegehäuse 4. Das Planetengetriebe 3 ist über eine Eingangswelle 36 mit dem Antriebsmotor 1 verbunden. Auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes 3 ist eine Ausgangswelle 37 angeordnet, die über ein zwischengeschaltetes Winkelgetriebe 38 das oder die Werkzeuge 2 bei Bedarf drehend antreibt. Im Betrieb greifen die drehenden Werkzeuge 2 in den zu bearbeitenden Boden ein, wobei dieser aufgelockert und umgegraben wird. Durch die Drehbewegung wird die Motorhacke je nach Drehrichtung der Werkzeuge 2 auch einer Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung unterzogen. Hierbei werden die Laufräder in nicht dargestellter Weise manuell hochgeschwenkt, um bei der Bodenbearbeitung nicht zu stören.The tiller can be moved by hand via two
Das Planetengetriebe 3 ist mehrgängig mit im gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Planetenstufen 5, 6, 7, 8, die ebenso wie die zugehörigen Hohlräder 9, 10, 11, 12 in
Achsparallel zur Mittelachse 50 sind Planetenwellen 45 angeordnet, an denen jeweils ein Planetenrad 41, 42, 43, 44 jeder Planetenstufe 5, 6, 7, 8 befestigt ist. Jede Planetenwelle 45 trägt je eines der Planetenräder 41, 42, 43, 44, die mittels der jeweiligen Planetenwelle 45 drehfest miteinander verbunden sind, sich also im Betrieb mit gleicher Drehzahl drehen.Axially parallel to the
Der Antriebsmotor 1 treibt über die Eingangswelle 36 das Sonnenrad 40 der ersten Getriebestufe 5 an. Im Leerlauf greifen die Feststellelemente 13 nicht an den Hohlrädern 9, 10, 11 an, so dass sich diese frei gegenüber dem Getriebegehäuse 4 drehen können. Für das Hohlrad 12 der vierten, ausgangsseitigen Planetenstufe 8 ist kein Feststellelement 13 vorgesehen, so dass auch dieses sich nahezu frei gegenüber dem Getriebegehäuse 4 drehen kann. Die vierte, ausgangsseitige Planetenstufe 8 ist Teil einer Abtriebsstufe 63, die unter anderem das zugehörige Hohlrad 12, einen Abtriebsträger 46, die Ausgangswelle 37 und eine Werkzeugwelle 57 umfasst. Der schematisch dargestellte Abtriebsträger 46 ist drehfest mit dem Hohlrad 12 verbunden. Eine Drehbewegung des ausgangsseitigen Hohlrades 12 wird mittels des Abtriebsträgers 46 auf die Ausgangswelle 37 und von dort mittels des Winkelgetriebes 38 über die ausgangsseitige Werkzeugwelle 57 auf die Werkzeuge 2 (
Bei laufendem Antriebsmotor 1 und drehender Eingangswelle 36 wird der zugeordnete Satz von Planetenrädern 41 mittels des Sonnenrades 40 in Drehbewegung gesetzt. Die Planetenräder 41 der ersten Planetenstufe 5 rollen dabei auf der Innenseite des Hohlrades 9 ab, so dass der ganze Satz von Planetenrädern 41 eine Umlaufbewegung um die Mittelachse 50 ausführt. Da die Planetenräder 42, 43, 44 der nachfolgenden Planetenstufen 6, 7, 8 über die Planetenwellen 45 mit den jeweiligen Planetenrädern 41 der ersten Planetenstufe 5 verbunden sind, ist ihre Umlaufgeschwindigkeit um die Mittelachse 50 gleich. Da darüber hinaus die Planetenräder 42, 43, 44 der nachfolgenden Planetenstufen 6, 7, 8 durch ihre drehfeste Verbindung mit den Planetenwellen 45 die gleiche Drehzahl wie die Planetenräder 41 der ersten Planetenstufe 5, aber unterschiedliche Zähnezahlen bzw. Durchmesser aufweisen, tritt im Leerlauf, also bei nicht angezogenen Feststellelementen 13, Selbsthemmung ein. Diese Selbsthemmung äußert sich derart, dass die Hohlräder 9, 10, 11 jeweils eine Umlaufbewegung um die Mittelachse 50 mit unterschiedlicher Drehzahl und Drehrichtung ausüben. Das ausgangsseitige Hohlrad 12 steht still, so dass sich der Abtriebsstrang 63 und damit die Werkzeuge 2 (
Allerdings war in der Praxis zu beobachten, dass die Viskosität der Schmierölfüllung, Reibung der einzelnen bewegten Baugruppen etc. dazu führt, dass der Abtriebsstrang 63 bei laufendem Antriebsmotor 1 trotz Leerlauf zum ungewollten Mitdrehen neigt. Um dies zu verhindern, ist der Abtriebsstrang 63 mit einer hier bevorzugt rastend ausgeführten Bremseinrichtung 62 versehen. Die Bremseinrichtung 62 kann an geeigneter Stelle des Abtriebsstranges 62, also beispielsweise am Abtriebsträger 46, an der Ausgangswelle 37 oder an der Werkzeugwelle 57 angreifen und ein ungewolltes Mitdrehen der Werkzeuge 2 (
Ausgehend von der gezeigten Leerlaufposition hat der Nutzer die Möglichkeit, einen Rückwärtsgang oder einen von zwei unterschiedlichen Vorwärtsgängen zu wählen. Hierzu wird über eine weiter unten näher beschriebene Betätigungseinrichtung eines der Feststellelemente 13 für die ausgewählte Planetenstufe 5, 6, 7 betätigt. Die Feststellelemente 13 sind hier als Schwenkarme 14, 15, 16 ausgeführt, die in
Bei schweren Böden bzw. bei langsamen Bearbeitungsgeschwindigkeiten kann eine Gangstufe mit hohem Untersetzungsverhältnis gewählt werden, wozu die in Kraftübertragungsrichtung dritte Planetenstufe 7 vorgesehen ist. Durchmesser bzw. Zähnezahl der zugeordneten Planetenräder 43 sind geringfügig kleiner als Durchmesser bzw. Zähnezahl der abtriebsseitigen Planetenräder 44 der vierten Planetenstufe 8. Bei mittels des Schwenkarmes 16 in seiner Drehbewegung blockiertem Hohlrad 11 und entsprechend dem Pfeil 47 drehend angetriebenem Sonnenrad 40 führen die gleiche Umlaufgeschwindigkeit und die gleiche Drehzahl der Planetenräder 43, 44 dazu, dass sich das Hohlrad 12 der abtriebsseitigen Planetenstufe 8 mit geringer Drehzahl entgegen der durch den Pfeil 47 angegebenen Eingangsdrehrichtung entsprechend einem Pfeil 48 um die Mittelachse 50 dreht. Die gleiche Drehbewegung wird durch den an das Hohlrad 12 angeschlossenen Abtriebsträger 46 und die Ausgangswelle 37 ausgeführt und mittels des Winkelgetriebes 38 bzw. der Werkzeugwelle 57 in Form einer langsamen Drehbewegung auf die Werkzeuge 2 (
Für leichtere Böden bzw. schnellere Bearbeitungsgeschwindigkeiten kann das Hohlrad 11 der dritten Planetenstufe 7 freigegeben und statt dessen das Hohlrad 10 der in Kraftübertragungsrichtung zweiten Planetenstufe 6 mittels der zugeordneten Schwenkarme 15 festgelegt werden. Durchmesser bzw. Zähnezahl der zugeordneten Planetenräder 42 sind kleiner als diejenigen der Planetenräder 43 der dritten Planetenstufe 7 und außerdem kleiner als diejenigen der vierten, abtriebsseitigen Planetenstufe 8. Bei ansonsten gleicher Funktion wird die Drehgeschwindigkeit des abtriebsseitigen Hohlrades 12 bzw. des gesamten Abtriebsstranges 63 im Vergleich zur betätigten dritten Planetenstufe 7 erhöht. Bearbeitungs- und Vorwärtsgeschwindigkeit sind bei verringertem Abtriebsdrehmoment gesteigert, wodurch ein zweiter, schnellerer Vorwärtsgang gebildet ist.For lighter soils or faster processing speeds, the
Für bestimmte Bearbeitungsaufgaben kann ein Rückwärtsgang erforderlich sein, wozu die in Kraftübertragungsrichtung erste Planetenstufe 5 vorgesehen ist. Durchmesser bzw. Zähnezahl der zugeordneten Planetenräder 41 sind größer als diejenigen der Planetenräder 44 der abtriebsseitigen Planetenstufe 8. Bei mittels des Schwenkarmes 14 in seiner Drehbewegung blockiertem Hohlrad 9 dreht sich das ausgangsseitige Hohlrad 12 der abtriebsseitigen Planetenstufe 8 samt dem nachgeschalteten Abtriebsstrang entgegen der für die Vorwärtsgänge beschriebenen Drehrichtung, wie dies durch einen Pfeil 49 angegeben ist, also in gleicher Drehrichtung wie die der Eingangswelle 36 bzw. des Sonnenrades 40. Die Drehbewegung entsprechend dem Pfeil 49 wird mittels des Winkelgetriebes 38 in eine Rückwärtsdrehbewegung der Werkzeuge 2 (
Eine konkrete Ausgestaltung der schematisch in
Radial außenseitig der Hohlräder 9, 10, 11 sind Schwenkarme 14, 15, 16 angeordnet, die als Paket übereinander unter Zwischenlage von Trägerplatten 24 gestapelt und an einer gemeinsamen Schwenkachse 27 schwenkbar gelagert sind. Das genannte Paket ist zwischen zwei Deckblechen 59 gehalten. Zur voneinander unabhängigen Betätigung der Schwenkarme 14, 15, 16 sind die beiden Betätigungswellen 34, 35 vorgesehen. Die Betätigungswelle 34 ist als Hohlwelle ausgeführt, innerhalb derer die Betätigungswelle 35 koaxial schwenkbar und entsprechend dem Doppelpfeil 52 axial verschiebbar gelagert ist. Die innere, massiv ausgeführte Betätigungswelle 35 weist an ihrem unteren, innerhalb des Getriebegehäuses 4 liegenden Ende zwei Rastnuten 58 auf, in die eine gehäusefeste, nicht dargestellte Rastkugel eingreift. Hierdurch kann die Betätigungswelle 35 zwei verschiedene, alternativ den Schwenkarmen 15, 16 zugeordnete axiale Rastpositionen in der durch den Doppelpfeil 52 angegebenen axialen Verstellrichtung einnehmen.Radially on the outside of the ring gears 9, 10, 11
Mittels der Betätigungswellen 34, 35 können die Schwenkarme 14, 15, 16 einzeln und unabhängig voneinander radial von außen gegen die Hohlräder 9, 10, 11 zu deren Blockierung durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 27 angedrückt werden. Für eine entgegengesetzte Rückstellbewegung sind Federelemente 33 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als einteiliges Federblech mit drei auf die Schwenkarme 14, 15, 16 einwirkenden Federzungen ausgebildet sind. Die Federelemente 33 können aber auch als Zug- oder Druckfedern in Form von Schenkel- oder Schraubenfedern oder in anderer geeigneter Form ausgeführt sein. Die Federzungen greifen zwischen die Trägerplatten 24 und Deckbleche 59 und drücken dabei unter Vorspannung gegen die Schwenkarme 14,15,16.By means of the
Das Hohlrad weist eine kreisförmige Umfangskontur 19 auf, von der ausgehend die Rastvertiefungen 18 radial nach innen eingeformt sind. Die Rastvertiefungen 18 können in Umfangsrichtung symmetrisch ausgeführt bzw. in ihrer Form derjenigen der Rastvorsprünge 17 angepasst sein. Bevorzugt umfassen die Rastvertiefungen 18 einen Gleitabschnitt 21, der ausgehend von der Umfangskontur 19 entgegen der Leerlaufdrehrichtung 20 schräg radial nach innen verläuft. Außerdem umfassen die Rastvertiefungen je einen in der radialen Richtung sich erstreckenden Rastabsatz 22, der den jeweiligen Gleitabschnitt 21 entgegen der Leerlaufdrehrichtung 20 begrenzt.The ring gear has a circular
Die beiden Schwenkarme 15 weisen jeweils ein erstes Ende 28 und ein zweites Ende 29 auf, wobei die jeweilige Schwenkachse 27 zwischen den beiden Enden 28, 29 angeordnet ist. An den beiden ersten Enden 28 greift die Betätigungseinrichtung 30 an, während die Schwenkarme 15 an ihren zweiten Enden 29 mit den radial nach innen hervorstehenden Rastvorsprüngen 17 versehen sind. Die Rastvorsprünge 17 sind zum formschlüssigen Eingriff in die Rastvertiefungen 18 vorgesehen. In der Ruhelage nach
Die Betätigungseinrichtung 30 für die Schwenkarme 15 umfasst die in den
Darüber hinaus ist eine Sperreinrichtung 23 für die in den
Sofern der vorstehend beschriebene Schaltvorgang mittels der Schwenkarme 15 bei laufendem Antriebsmotor 1 (
Die
Nach
Lediglich die für den Rückwärtsgang vorgesehene erste Planetenstufe 5 (
In den
Zum Lösen des jeweils blockierten Hohlrades 9, 10, 11 werden die Betätigungswellen 34, 35 mit den Nocken 31, 32 zurückgeschwenkt, wie dies beispielhaft in
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Planetengetriebes 3 ist hier insgesamt am Beispiel mit zwei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang dargestellt. Natürlich kann auch eine Ausgestaltung mit abweichender Gangzahl zweckmäßig sein.The inventive design of the
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein mehrgängiges, schaltbares Planetengetriebe (3) mit einem Getriebegehäuse (4) und mit mindestens zwei Planetenstufen (5, 6, 7, 8) ist, wobei die Planetenstufen (5, 6, 7, 8) jeweils ein Hohlrad (9, 10, 11, 12) aufweisen, und wobei mindestens zwei Hohlrädern (9, 10, 11) jeweils mindestens ein Feststellelement (13) zum wahlweisen Freigeben und drehfesten Festlegen des jeweiligen Hohlrades (9, 10, 11) gegenüber dem Getriebegehäuse (4) zugeordnet ist.Gardening equipment for soil cultivation, comprising a drive motor (1) and at least one tool (2) driven in rotation by the drive motor (1), wherein a transmission is arranged between the drive motor (1) and the tool (2),
characterized in that the transmission is a multi-speed, switchable planetary gear (3) with a transmission housing (4) and at least two planetary stages (5, 6, 7, 8), wherein the planetary stages (5, 6, 7, 8) each one Ring gear (9, 10, 11, 12), and wherein at least two ring gears (9, 10, 11) each have at least one locking element (13) for selectively enabling and rotationally fixed fixing of the respective ring gear (9, 10, 11) relative to the transmission housing (4) is assigned.
dadurch gekennzeichnet, dass ein formschlüssiger Eingriff des Feststellelementes (13) in das zugeordnete Hohlrad (9, 10, 11) vorgesehen ist.Gardening device according to claim 1,
characterized in that a positive engagement of the locking element (13) in the associated ring gear (9, 10, 11) is provided.
dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellelement (13) als schwenkbarer, starrer Schwenkarm (14, 15, 16) mit mindestens einem hervorstehenden Rastvorsprung (17) ausgebildet ist, und dass am Umfang des zugeordneten Hohlrades (9, 10, 11) mindestens eine, bevorzugt zwei Rastvertiefungen (18) zur Aufnahme des Rastvorsprunges (17) angeordnet sind.Gardening device according to claim 2,
characterized in that the locking element (13) as a pivotable, rigid pivot arm (14, 15, 16) with at least one protruding latching projection (17) is formed, and that on the circumference of the associated ring gear (9, 10, 11) at least one, preferably two locking recesses (18) for receiving the latching projection (17) are arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (9, 10, 11) eine kreisförmige Umfangskontur (19) und eine Leerlaufdrehrichtung (20, 60) aufweist, wobei die Rastvertiefung (18) ausgehend von der Umfangskontur (19) einen entgegen der Leerlaufdrehrichtung (20, 60) schräg nach innen verlaufenden Gleitabschnitt (21) umfasst, der an einem in radialer Richtung sich erstreckenden Rastabsatz (22) endet.Gardening device according to claim 3,
characterized in that the ring gear (9, 10, 11) has a circular peripheral contour (19) and an idle rotational direction (20, 60), wherein the detent recess (18), starting from the peripheral contour (19) opposite to the idle rotational direction (20, 60 ) obliquely inwardly extending sliding portion (21) which terminates at a radially extending latching shoulder (22).
dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich gegenüberliegende Schwenkarme (14, 15, 16) insbesondere unter Bildung einer Zange für je ein zugeordnetes Hohlrad (9, 10, 11) vorgesehen sind.Gardening device according to claim 3 or 4,
characterized in that two opposing pivot arms (14, 15, 16) in particular to form a pair of pliers for each associated ring gear (9, 10, 11) are provided.
dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperreinrichtung (23) für die Schwenkarme (14, 15, 16) vorgesehen ist, die bei betätigtem Schwenkarm (14, 15, 16) einer Planetenstufe (5, 6, 7) die Betätigung des Schwenkarmes (14, 15, 16) einer anderen Planetenstufe (5, 6, 7) sperrt.Gardening device according to one of claims 3 to 5,
characterized in that a locking device (23) for the pivot arms (14, 15, 16) is provided which, when the pivot arm (14, 15, 16) of a planetary stage (5, 6, 7) is actuated, actuates the pivot arm (14, 15 , 16) of another planetary stage (5, 6, 7) blocks.
dadurch gekennzeichnet, dass Trägerplatten (24) zwischen den Schwenkarmen (14, 15, 16) angeordnet sind, wobei die Sperreinrichtung (23) Sperrkugeln (25) sowie Sperröffnungen (26) umfasst, wobei die Sperrkugeln (25) axial verschiebbar in den Trägerplatten (24) gehalten sind, und wobei die Sperröffnungen (26) in den Schwenkarmen (14, 15, 16) zur Aufnahme der Sperrkugeln (25) vorgesehen sind.Gardening device according to claim 6,
characterized in that carrier plates (24) between the pivot arms (14, 15, 16) are arranged, wherein the locking device (23) locking balls (25) and locking openings (26), wherein the locking balls (25) axially displaceable in the carrier plates ( 24) are held, and wherein the locking openings (26) in the pivot arms (14, 15, 16) for receiving the locking balls (25) are provided.
dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarme (14, 15, 16) um eine Schwenkachse (27) gelenkig gelagert sind, wobei an einem ersten Ende (28) der Schwenkarme (14, 15, 16) jeweils eine Betätigungseinrichtung (30) zur voneinander unabhängigen Verschwenkung der Schwenkarme (14, 15, 16) angreift.Gardening device according to one of claims 3 to 7,
characterized in that the pivot arms (14, 15, 16) are articulated about a pivot axis (27), wherein at a first end (28) of the pivot arms (14, 15, 16) each have an actuating device (30) for pivoting independently the pivot arms (14, 15, 16) attacks.
dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (27) zwischen dem der Betätigungseinrichtung (30) zugeordneten ersten Ende (28) und einem weiteren Ende (29) der Schwenkarme (14, 15, 16) liegt, wobei an dem weiteren Ende (29) jeweils der Rastvorsprung (17) angeordnet ist, und wobei die Betätigungseinrichtung (30) mindestens einen schwenkbaren Nocken (31, 32) zum Andrücken gegen die ersten Enden (28) sowie Federelemente (33) zum Rückstellen der durch den Nocken (31, 32) ausgelenkten Schwenkarme (14, 15, 16) aufweist.Gardening device according to claim 8,
characterized in that the pivot axis (27) between the said actuating means (30) associated first end (28) and a further end (29) of the pivot arms (14, 15, 16), wherein at the other end (29) respectively Locking projection (17) is arranged, and wherein the actuating device (30) at least one pivotable cam (31, 32) for pressing against the first ends (28) and spring elements (33) for returning the by the cam (31, 32) deflected pivot arms (14, 15, 16).
dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (30) eine schwenkbare und axial verschiebbare Betätigungswelle (35) mit dem mindestens einen Nocken (32) aufweist, wobei verschiedene axiale Schaltpositionen der Betätigungswelle (35) vorgesehen sind, in denen der mindestens eine Nocken (32) wahlweise mit dem Schwenkarm (15, 16) nur einer Planetenstufe (6, 7) im Eingriff steht.Gardening device according to claim 9,
characterized in that the actuating device (30) has a pivotable and axially displaceable actuating shaft (35) with the at least one cam (32), wherein different axial switching positions of the actuating shaft (35) are provided, in which the at least one cam (32) optionally with the pivot arm (15, 16) only one planetary stage (6, 7) is engaged.
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes (3) ein Abtriebsstrang (63) vorgesehen ist, und dass der Abtriebsstrang (63) mit einer insbesondere rastenden Bremseinrichtung (62) versehen ist.Gardening device according to one of claims 1 to 10,
characterized in that on the output side of the planetary gear (3) an output line (63) is provided, and that the output line (63) is provided with a particular latching braking device (62).
dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenstufen (5, 6, 7, 8) derart ausgelegt sind, dass ein Rückwärtsgang und mindestens ein, insbesondere zwei unterschiedliche Vorwärtsgänge vorgesehen sind.Gardening device according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the planetary stages (5, 6, 7, 8) are designed such that a reverse gear and at least one, in particular two different forward gears are provided.
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